[发明专利]一种基于交叉偶极子的宽波束圆极化天线

说明书

本发明公开了一种基于交叉偶极子的宽波束圆极化天线，通过将电偶极子末端设计成T形形状，减小天线尺寸；引入寄生贴片拓宽天线阻抗带宽和波束宽度；并且通过垂直单极子方向图与交叉偶极子互补的方法拓宽波束，增大圆极化角度范围。

技术领域：

本发明属于微波天线技术领域，具体涉及一种基于交叉偶极子的宽波束圆极化天线。

背景技术：

实现微带天线圆极化(CP)工作基本由三种形式：(1)单馈法；(2)多馈法；(3)多元法三种，其中多元法是使用多个线极化辐射元件或圆极化(CP)辐射元件，通过相位顺序螺旋阵列实现天线圆极化工作，每个馈电点分别馈电每个辐射元件。Bolster在文献“A newtype of circular polarizer using crossed dipoles,”IRE Trans.Microw.TheoryTechn.,vol.9,no.5,pp.385–388,1961.首次证明了使用单馈交叉偶极子获得圆极化波的方法。并且证明在正确选择偶极子长度的情况下，天线产生的CP波具有AR剖面中的最小轴比点。紧凑型交叉偶极子(包括空腔背反射器)作为一种简单的3-dB AR波束宽度展宽技术被引入。这些天线适用于带宽小于10％的单波段或多波段应用。

文献“X.-y.Pu,Z.-w.Gui and Z.-h.Liu,Crossed Dipole Antenna withReflector for Wide-beam and Wideband Circularly Polarized Radiation,in2019International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology(ICMMT),2019,pp.1-3,doi:10.1109/ICMMT45702.2019.8992064.”中提出了一种在RO4003介质基板上、具有辐射贴片和反射器的交叉偶极子天线，通过在顺序旋转元件的拐角处加载相位延迟线(移相线)来激发CP辐射。馈电由50欧姆同轴线从中心馈电，通过调整移相线的宽度来实现阻抗匹配。在中心频率1.472GHz左右获得了1.35-2.15GHz的阻抗带宽和在1.47GHz处的3dB AR波束宽度为165°(-81°～84°)，圆极化最大增益5.28dBic.

文献“H.-J.Zhang and F.-S.Zhang,Circularly Polarized Crossed DipoleWith Magnetoelectric Dipole for Wideband and Broadbeam Applications,in2018Cross Strait Quad-Regional Radio Science and Wireless TechnologyConference(CSQRWC),2018,pp.1-3,doi:10.1109/CSQRWC.2018.8455610.”中提出了一种加载磁电偶极子的单馈圆极化交叉偶极子，以提高波束宽度。尺寸为0.58λ₀*0.58λ₀*0.15λ₀，最终实现效果为阻抗带宽为72.1％(1.25GHz～2.66GHz)，3dB ARBW带宽为45.3％(1.45GHz～2.30GHz)。该天线在CP工作频段的平均增益8.1dBic。3dB AR波束宽度在1.85-2.25GHz范围内大于162°。